Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF EN IEC 61400-3-1 de septembre 2019 citée dans cet article a été complétée par l'amendement NF EN IEC 61400-3-1/A11 (C57-700-3-1/A11) : Systèmes de génération d’énergie éolienne - Partie 3-1 : Exigences de conception des éoliennes fixes en pleine mer (Révision janvier 2021)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille VN2101 (Février 2021)
La norme IEC 61400 citée dans cet article a été complétée par une sixième partie : NF EN IEC 61400-6 (C57-700-6) : Systèmes de génération d'énergie éolienne - Partie 6 : exigences en matière de conception du mât et de la fondation (Révision octobre 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2009 (Novembre 2020).
La norme NF EN 61400-3 de juin 2009 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN IEC 61400-3-1 (C57-700-3-1) : Systèmes de génération d'énergie éolienne - Partie 3-1 : exigences de conception des éoliennes fixes en pleine mer (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2002 (Mars 2020).
RÉSUMÉ
Augmenter la part des énergies renouvelables dans la production mondiale d’électricité est devenue une priorité majeure. Depuis quelques années, la filière éolienne est en évolution constante et prend une place importante sur le devant de la scène énergétique, notons que les ressources du vent sont immenses, et particulièrement en mer. Cet article est consacré aux techniques liées à l’exploitation du vent, ainsi il décrit les différentes architectures des aérogénérateurs électriques, leur fonctionnement ainsi que leur rendement énergétique.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleAuteur(s)
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Bernard MULTON : Agrégé de Génie Électrique, Docteur de l’Université de Paris 6 - Professeur des Universités à l’Antenne de Bretagne de l’ENS de Cachan/SATIE
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Xavier ROBOAM : Chargé de recherches CNRS LEEI UMR CNRS-INPT/ENSEEIHT - Responsable Équipe Système, Toulouse
-
Brayima DAKYO : Professeur des universités - Laboratoire GREAH EA 3220 - Groupe de Recherche en Électrotechnique et Automatique du Havre
-
Christian NICHITA : Maître de conférences - Laboratoire GREAH EA 3220 - Groupe de Recherche en Électrotechnique et Automatique du Havre
-
Olivier GERGAUD : Agrégé de Génie Électrique, Docteur - Professeur de l’IUT de Rennes
-
Hamid BEN AHMED : Maître de Conférences à l’Antenne de Bretagne de l’ENS de Cachan/SATIE
INTRODUCTION
Actuellement, les énergies renouvelables n’entrent qu’à hauteur de 20 % environ dans la production mondiale d’électricité. Bien qu’énergie finale propre par excellence, il apparaît donc de façon flagrante que l’électricité contribue très largement à la dégradation de l’environnement ainsi qu’à l’épuisement de ressources non renouvelables (combustibles fossiles et uranium). C’est pourquoi, l’une des mesures pour préparer un développement réellement durable consiste à accroître la part des ressources renouvelables pour la production d’électricité. Dans ce contexte, la production par aérogénérateurs est en train de jouer un rôle de première importance. Cet article a pour objet de décrire les aspects plutôt électrotechniques de ces systèmes complexes de génération d’électricité, notamment leurs particularités comparativement aux autres dispositifs de production.
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Spécificité des générateurs électriques éoliens
En anglais
3. Systèmes aérogénérateurs
Nous abordons ici la question des « systèmes aérogénérateurs », du gisement éolien au raccordement des parcs au réseau. Les choix de conception ne peuvent s’effectuer qu’en considérant la globalité du problème intégrant un ensemble de critères et de contraintes système listés dans ce paragraphe.
3.1 Principaux critères et contraintes de conception des éoliennes
3.1.1 Critères et contraintes génériques
Normes
Des éléments de conception sont en cours de normalisation par la Commission Électrotechnique Internationale (IEC 61400 : http://www.iec.ch/zone/renergy/ren_wind.htm). Certains aspects sont relativement définis, tels que les spécifications en matière de sécurité (IEC 61400-1 et 2) ou de qualité réseau (IEC 61400-21). Plusieurs autres travaux de normalisation sont en cours pour ce qui concerne les systèmes offshore (IEC 61400-3).
Classes de vent
Dans le secteur éolien, les classes de vent sont référencées par la Germanischer Lloyd (GL) ou par l’IEC (tableau 1).
Ces normes se basent sur des vitesses de vent moyennes annuelles et maximales (sur 50 ans). Elles jouent sur certains paramètres de conception tels que la hauteur du mât.
Nordex ( http://www.nordex-online.com/_e/produkte_und_service) certifie sur 20 ans l’adéquation turbine/classes de vent.
-
Dimensionnement de la turbine
Les concepteurs ne s’accordent pas pour spécifier une vitesse nominale de vent unique, celle-ci variant entre 10 et 15 m/s ; elle est en fait adaptée aux conditions de vent du site de production. Plusieurs manufacturiers européens définissent un coefficient SRC (Specific Rated Capacity, en kW/m2).
ExempleEnercon E66 : SRC = 542 W/m2 (1 500 kW à 12,4 m/s) ; AIR403 : SRC = 400 W/m2 (400 W à 12 m/s).
Ce...
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Systèmes aérogénérateurs
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BAUER (P.), DE HAAN (S.W.H.), DUBOIS (M.R.) - Windenergy and offshore windparks : state of art and trends - . Conférence EPE-PEMC, Dubrovnic, Septembre 2002.
-
(2) - BRUTSAERT (P.), LOFFREDO (Y.) - L’alternateur discoïde : une technologie innovante - . Revue Flux no 213, avril 2001, pp. 31-35.
-
(3) - [BTM_02] BTM Consult - International wind energy development. World Marketupdate 2001 - , 2002.
-
(4) - [CEE_97] Commission Européenne - Énergie pour l’avenir : les sources d’énergie renouvelables - . Livre blanc établissant une stratégie et un plan d’action communautaires, nov. 1997.
-
(5) - [CONN_93] CONNOR (B.), LEITHEAD (W.E.) - Investigation of a fundamental trade-off in tracking the Cp max curve of a variable speed wind turbine - . Proc. British Wind Energy Conference, p. 313-319, 1993.
-
(6)...
1 Fabricants de grandes machines
(liste non exhaustive)
HAUT DE PAGE
IEC 61400-1 - (1999-02) - Wind turbine generator systems – Part 1 : Safety requirements - -
IEC 61400-11 - (2002-12) - Wind turbine generator systems – Part 11 : Acoustic noise measurement techniques - -
IEC 61400-12 - (1998-02) - Wind turbine generator systems – Part 12 : Wind turbine power performance testing - -
IEC 61400-2 - (1996-04) - Wind turbine generator systems – Part 2 : Safety of small wind turbines - -
IEC 61400-21 - (2001-12) - Wind turbine generator systems – Part 21 : Measurement and assessment of power quality characteristics of grid connected wind turbines - -
IEC/TR 61400-24 - (2002-07) - Wind turbine generator systems – Part 24 : Lightning protection - -
IEC/TS 61400-13 - (2001-06) - Wind turbine generator systems – Part 13 : Measurement of mechanical loads - -
IEC/TS 61400-23 - (2001-04) - Wind turbine generator systems – Part 23 : Full-scale structural testing of rotor blades - -
IEC 61000 2-2 - (2002-03) - Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 2-2 : Environment – Compatibility levels for low-frequency conducted disturbances and signalling in public low-voltage power supply systems - -
NF EN 50160 - Mai 2000 - Caractéristiques de la tension fournie par les réseaux publics de distribution - -
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